Entwicklung einer Simulationsmethode zur zeiteffizienten Berechnung von Tiefziehprozessen

In dieser Arbeit wird die Entwicklung einer Simulationsmethode für Tiefziehprozesse beschrieben, die sehr kurze Rechenzeiten ermöglicht und dabei trotzdem alle relevanten Einflussfaktoren berücksichtigt, sodass die Formänderungsverteilungen im Bauteil mit guter Genauigkeit vorhergesagt werden können. Durch eine gezielte Kombination und Erweiterung analytischer Berechnungsansätze erlaubt die entwickelte Simulationsmethode die Berechnung der Formänderungsverteilungen entlang radialer Schnittlinien, sodass die Umformbarkeit von Tiefziehgeometrien vorhergesagt werden kann. Dafür wird zunächst eine Methode für die Berechnung der Schnittlinien hergeleitet, wobei die Berechnung noch auf rotationssymmetrische Geometrien beschränkt ist. Diese Schnittlinienberechnung basiert auf einer Geometrieabwicklung bei der das Werkstoffverhalten, die Prozessparameter und die nichtlinearen Deformationspfade berücksichtigt werden. Nach einer Verifikation der entwickelten Methode für rotationssymmetrische Prozesse wird eine Übertragung auf komplexe Bauteile beschrieben. Diese Übertragung erfolgt mithilfe einer Fließfeldberechnung, die eine Geometrieabwicklung der Schnittlinien auch für komplexe Bauteilgeometrien ermöglicht. Aufgrund ihrer analytischen Funktionsweise ist mithilfe der entwickelten Methode die Berechnung von Tiefziehprozessen in sehr kurzer Zeit durchführbar, wodurch sich vielfältige Anwendungsbereiche eröffnen.